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将壁湍流脉动速度信号子波分析技术引入壁湍流相干结构猝发检测的研究,基于子波分析能量最大准则确定相干结构猝发的时间尺度,对能量最大时间尺度的子波系数进行子波逆变换,获得能量最大时间尺度的脉动速度信号。根据其自相关函数的波长确定相干结构的平均猝发周期;根据能量最大时间尺度的子波系数的正极大值和负极小值检测壁湍流喷射和扫掠事件,获得壁湍流相干结构喷射和扫掠事件的相位平均波形。该方法可以不需要确定门限值,有效排除了小尺度脉动的干扰。 相似文献
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用IFA300恒温热线风速仪和×形二分量热线探针,以采样间隔小于最小湍流时间尺度的分辨率,精细测量了风洞中平板湍流边界层不同法向位置的瞬时流向、展向速度分量的时间序列信号.用子波分析辨识壁湍流相干结构猝发事件的能量最大准则,确定壁湍流相干结构猝发事件的时间尺度;用条件相位平均技术提取了相干结构猝发过程中流向、展向脉动速度分量条件相位平均波形,用互相关方法研究了相干结构猝发过程中流向、展向脉动速度分量条件相位平均波形的相位差关系及其对雷诺应力的影响,发现在缓冲层和对数律区,展向脉动速度与流向脉动速度的条件相位平均波形具有不同的相位;当两者相位基本一致时,雷诺应力达到正的最大值,此时湍流相干结构的产生非常活跃;当两者相位差分别集中在90°和270°附近时,雷诺应力的幅值减小并接近于零,此时湍流相干结构的产生和猝发都得到了抑制. 相似文献
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将子波分析作为一种新的工具来辨识壁湍流中的相干结构.用子波分析的方法对用热膜测速仅得到的壁湍流流向脉动速度信号在时域空间和频城空间同时进行分解,根据子波系教研究壁湍流脉动动能随尺度的分布,提出确定壁湍流的时间尺度参数的能量最大准则,提取壁湍流相干结构的速度信号波形. 相似文献
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本文用子波变换检测了刻画壁湍流脉动信号自相似性的局部标度指数,研究了不同尺度的湍流结构的自相似性,发现在湍流边界层猝发过程中,喷射和扫掠发生时刻小尺度脉动速度信号的局部标度指数为负值,说明在大尺度猝发事件发生的时刻小尺度结构具有奇异的自相似性,在猝发过程中其作用不仅仅是对湍能的耗散. 相似文献
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采用热线风速仪测量受吹吸扰动的壁湍流边界层的流向速度,用傅里叶变换和子波变换研究
吹吸扰动对壁湍流能谱的影响,结果显示施加的低频扰动使边界层内层大尺度结构的能量减
少,小尺度结构的能量有所增强,远离壁面时扰动强度逐步衰减直到在外层中消失;通过VITA
法和子波变换法检测猝发事件,表明该扰动降低了猝发强度,使猝发周期延长,条件平均速
度波形的幅值降低、持续时间变短,说明扰动明显抑制了相干结构的猝发过程. 利用子波变
换可以实现湍谱分析,能有效检测猝发中的湍流结构,是一种客观的分析工具. 相似文献
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Burst event detection in wall turbulence by WVITA method 总被引:2,自引:0,他引:2
Wavelet Variable Interval Time Average (WVITA) is introduced as a method incorporating burst event detection in wall turbulence.
Wavelet transform is performed to unfold the longitudinal fluctuating velocity time series measured in the near wall region
of a turbulent boundary layer using hot-film anemometer. This unfolding is both in time and in space simultaneously. The splitted
kinetic of the longitudinal fluctuating velocity time series among different scales is obtained by integrating the square
of wavelet coefficient modulus over temporal space. The time scale that related to burst events in wall turbulence passing
through the fixed probe is ascertained by maximum criterion of the kinetic energy evolution across scales. Wavelet transformed
localized variance of the fluctuating velocity time series at the maximum kinetic scale is put forward instead of localized
short time average variance in Variable Interval Time Average (VITA) scheme. The burst event detection result shows that WVITA
scheme can avoid erroneous judgement and solve the grouping problem more effectively which is caused by VITA scheme itself
and can not be avoided by adjusting the threshold level or changing the short time average interval.
The project supported by the National Natural Science Foundation of China (19732005) and the National Climbing Project of
China 相似文献
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壁湍流相干结构的辨识 总被引:5,自引:2,他引:5
本文评价了辨识湍流边界层近壁区域相干结构的条件采样法、自相关函数法、数字滤波法和子波分析法。结果表明:条件采样方法对门限值和平均窗宽等检测参数具有较强的依赖性,可以通过调整这些参数来选择最佳的参数值使得相干结构的误判概率达到最小。自相关函数法不需要任何参数就能够得出确定的结论,因此是一种比较客观的方法。但是,这种方法只能从统计上确定平均猝发周期,并不能实时地辨识相干结构。数字滤波法能够将湍流脉动信号分解为大尺度涡和近似各向同性的小尺度涡两部分,但是如何去掉大尺度信号中的非相干部分是仍然需要解决的问题。子波分析是分解湍流信号辨识湍流相干结构的有效手段,它能够将湍流信号在时域空间和频域空间进行双局部化分解,用能量最大准则确定相干结构对应的时间尺度参数,用子波逆变换提取相干结构对应的速度信号波形 相似文献
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High-speed particle image velocimetry (PIV) is first used to measure two components of the fluctuating particle velocities
for different particle sizes and solid mass flow rates at low air velocity in a horizontal pipe. Then, the continuous wavelet
transform and orthogonal wavelet multi-resolution techniques are employed to analyze and decompose the fluctuating particle
velocities to provide both quantitative and qualitative information on the particle fluctuation velocity of various frequencies.
It is revealed that the fluctuating energy of axial particle velocity is mainly contributed from the wavelet components of
low frequency, accounting for about 84%, near the bottom part of the pipe cross-section. However, the contribution to the
fluctuating energy of vertical particle velocity accounts for about 82% from the wavelet components of high frequency. The
auto-correlation analysis suggests a quasi-periodical large-scale axial particle fluctuating velocity. On the other hand,
the spatial correlation analysis indicates that the low-frequency components of the axial particle velocity exhibit a large
correlation near the bottom part of the pipe cross-section. From the probability density function (PDF) distribution, it is
found that the low-frequency components of the axial particle velocity exhibit larger fluctuation, and this fluctuation reduces
as the frequencies increase near the bottom part of the pipe cross-section. Near the top part of the pipe cross-section, however,
a larger fluctuating axial particle velocity appears in the high-frequency range. 相似文献
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为了更精确提取爆破振动信号峰值速度、能量等重要特征,必须对爆破振动加速度信号时域积分中的趋势项予以去除。通过对实测爆破振动加速度信号进行梯形数值积分,提出以时域积分后的爆破振动速度信号来构造模式自适应小波基的方法,并用此方法去除时域积分后爆破振动速度信号中的趋势项,然后对去除趋势项后的爆破振动速度信号进行能量特征分析。结果表明:模式自适应连续小波法成功去除了时域积分后爆破振动速度信号中的趋势项;与建立在传统Fourier变换基础上的频谱分析相比,小波变换的能量分析具有更精细的频率分辨率,更适合于对频率分辨率要求更高的爆破振动信号进行分析;各频率区间范围划分越宽,爆破振动加速度信号与速度信号各频率区间内能量分布的相关程度越高,反之,相关程度越低。 相似文献
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